[건축환경공학] 자연형 태양열 조절시스템(PassiveSystem)과 설비형 태양열 조절시스템(ActiveSystem)의 비교

소개글

[건축환경공학] 자연형 태양열 조절시스템(PassiveSystem)과 설비형 태양열 조절시스템(ActiveSystem)의 비교에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 본 론
1. 태양열주택
2. 태양에너지
3. Passive Solar System
(자연형 태양열 조절시스템)
4. Active Solar System
(설비형 태양열 조절시스템)

Ⅲ. 결 론

본문내용

담수화
우주용, 광촉매폐수처리
산업공정열, 열발전
광화학, 신물질제조
적용분야 및 활용온도에 따라 구분하고 일반적으로 자연형, 설비형시스템(저온용, 중·고온용)으로 구분함
* 주) PTC(parabolic trough solar collector)
* 주) CPC(compound parabolic collector)
2) 태양열시스템
태양 에너지를 이용하는 형태에는 크게 열이용과 광이용으로 분류할 수 있다. 태양열을 이용하는 방법으로는 소규모로 가정용 급탕 난방 등에 이용하는 것이 있고, 대규모 이용 방법에는 태양열 발전 및 Solar System을 산업용으로 이용하는 경우도 있다.
태양광을 이용하는 방법은 실리콘 반도체에 빛을 비추어 전기를 발생시키는 태양광 발전이 대표적인 예이다. 한편 태양 에너지는 지구의 자연 환경과 생명활동의 근원이 되며 이와 같은 자연 환경의 순환 활동으로부터 얻어지는 풍력 자원, 수력 자원 그리고 파력이나 해양 온도차 등과 같은 해양 에너지 자원도 넓은 의미의 태양 에너지 자원에 속하지만 일반적으로 태양 에너지 자원을 이야기할 경우에는 이들을 제외한다.
① 태양열 이용방법
태양광이 물체에 닿게 되면 분자 운동이 활발하게 되어 열에너지로 변환된다. 이때, 생기 는 열을 이용하는 것이 태양열 이용 방법이 된다. 태양 에너지는 1m3당 대략 1kW정도로 에너지 밀도가 낮기 때문에 이를 고온의 열에너지로 이용하기 위해서는 집광을 하여 에너 지 밀도를 높일 필요가 있다. 집광되어진 빛은 집열기에서 열에너지로 변환되어 이용하는 데 이열을 이용 고압의 증기를 발생시켜 터빈을 구동, 발전하는 방식을 태양열 발전이라고 한다. 소규모로 태양열을 이용하는 기술은 국내에 여러 분야에 많이 보급되어 성공을 거두 고 있는데 건물의 냉난방, 산업 공정열, 온수 급탕 기술 등은 실용화 되고 있고 현재에는 초고온 시스템 등과 같은 고도 기술 분야의 개발에 많은 관심이 집중되고 있다. 초고온 태 양열 이용 기술은 거대한 반사체를 이용하여 고밀도 빛을 한 곳에 모아 수천 ℃의 열을 얻 는 기술로 신물질 개발, 유독성 물질 분해 기술 등에 응용되고 있다.
품 목
기 능
태양열집열기 (Collector)
태양열을 직접 집열
태양열축열조(Storage Tank)
집열기에서 얻어진 태양열을 저장
태양열제어장치(Control Box)
태양열의 효율적인 저장 및 제반시스템을 자동조절
순환펌프
집열기와 축열조간의 유체순환
각종 Sensor 및 Control 부품
시스템 조절을 위한 감지장치
보일러 및 버너
보조열원
각종 배관재 및 보온재
시스템배관 및 보온
② 태양열 시스템의 구성
○ 집열기
일반적으로 시판의 unit평판형집열기가 사용된다. 최근에서는 선택흡수면을 가지는 유리 1매의 것이 보통이다. 집열기의 경사각은 난방용으로서는 위도+(20~30o)가 좋고, 위도에 해당하는 각도보다 완경사로 하면 표면의 반사와 먼지의 부착으로 효율이 대폭으로 저하되 는 위험성이 있다. 되도록이면 급경사의 지붕면을 준비하여 집열기를 직접 고정시켜 아래 로부터 사다리 등으로 점검하는 것이 좋다. 냉난방용 집열기는 방위각이 남으로부터 다소 어긋나 있더라도 여름의 집열량에는 큰 영향이 없으므로 특히 문제되지 않으나, 난방용 집 열기의 경우는 방위각에 따라 집열량이 대폭으로 변하므로, 되도록이면 정남으로 향하고 있는 것이 바람직하다. 단, 대지가 동남으로 열려 있는 경우는 그 방향에 주개구부를 잡아 오전중의 일사를 창을 통해서 실내로 받아들이며, 오후부터는 남서면에 배치한 집열기로서 집열하는 것도 생각할 수 있다.
○ 축열조
태양열난방시스템에서는 축열량이 크고 축열시간이 길기 때문에 축열수조의 열손실이 매 우 크며, 실외설치의 경우, 단열재를 100mm정도 사용하여도 계절에 따라 집열량의 20~40% 정도의 손실이 발생할 때가 많다. 따라서 축열조는 실내에 설치하는 것이 난방시 바람직하다.
○ 순환펌프
순환펌프의 유량은 최대 지열효율시에 왕복온도차 10K정도로서 1l/minm2정도가 보통이 다. 집열펌프는 일반적인 온수난방용 line pump로서도 좋으나, 내열온도가 100℃이하일 때는, 여름철에는 일정온도이상에서는 집열운전을 정지시키는 등의 대책이 필요하다.
○ 보조열원
보조열원으로서는 연료계와 전기계가 있다. 태양열이용에서의 보조열원은 절반이 태양열 로서 커버된다고 하면, 반드시 가장 값이 싼 연료를 사용할 필요는 없다. 보조열원을 전체 시스템의 어딘가에 조합시켜 어떻게 제어를 행하는 가는 태양열 의존율을 향상시키는 데 있어서 중요한 것이나, 이를 위해서 시스템을 너무 복잡하게 하는 것은 피해야 할 것이며, 극단으로 말하면 보조열원은 태양열난방시스템과는 완전히 분리하여 각 실에 난방기를 놓 는 방법이 가장 합리적·경제적이다.
결 론
우리의 주택을 냉·난방하거나 사용하는 물을 데우기 위해 태양 에너지를 이용하고자 하는 착상은 새로운 것이 아니다. 수세기동안 인간은 태양에너지를 이용해 왔다. 태양에너지 없이는 인류는 생존할 수 없는 것이다. 모든 우리의 식량과 연료는 태양에 의해 자라는 식생들에서 물과 대지 중의 이산화탄소의 광합성 작용을 통해 얻을 수가 있었다. 화석 연료는 수백만년전에 죽은 식물과 동물에 광합성 작용을 통해 저장된 에너지이다. 또한 지구의 기후 역시 태양에너지에 의해 좌우된다. 바람, 조수, 강, 그리고 바다의 흐름 모두가 태양이 운행하는 동안 주간의 태양열에 영향을 받는다. 인간은 이리저리 움직이는 바람과 물의 흐름을 이용해 왔고 자신의 식량은 재배하고 보금자리를 만들기 위해 태양열을 이용해 왔다.
난방 혹은 냉방을 위해 태양 에너지를 이용한 집들은 수 천년 동안 지어져 왔다. 처음에는 어쩌면 살아남기 위한 필요에 의해 유래되었을 지라도 태양열 주택 설계는 자신의 이익과 발전을 위해 태양 에너지를 이용하려는 인간의 시도를 나타내 왔다. 수확고를 높이기 위해, 필요한 기계 설비에 동력을 공급하기 위해, 건물을 냉·난방하기 위해 그리고 물을 데우기 위해 태양 에너지를 이용한 것은 태양에 매료되어 있던 인간이 지적으로 쉬지 않고 노력하여 얻은 자연스러운 결과라 할 수 있겠다.

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